STS-125: La última visita al Telescopio Espacial Hubble

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El próximo 11 de Mayo, a las 2:01 horas de la tarde en horario de la zona este de EE.UU., saldrá el Atlantis desde la plataforma de lanzamiento 39-A del Centro Espacial Kennedy de Cabo Cañaveral. El STS 125, que es el vuelo 126 de la lanzadera, durará 11 días, y es un vuelo para actualizar de nuevo el que puede ser el satélite más significativo nunca lanzado: el Hubble. Como para cada misión del transbordador desde el Columbia, hay un plan de rescate preparado, estando en la plataforma 39-B el transbordador Endeavour con su tripulación, la misma que en la misión STS 123, listo para ser lanzado hacia el espacio en busca del Atlantis para el rescate de la tripulación si hubiese alguna emergencia.
Esta es la última visita antes de que la flota de transbordadores sea retirada en el próximo 2010. Durante los 11 días de la misión, en cinco paseos espaciales la tripulación del Atlantis instalará dos nuevos instrumentos, reparará otros dos que están inactivos, y llevará a cabo la sustitución de algunos componentes de tal manera que se pueda mantener el telescopio funcionando mejor que hasta ahora por lo menos hasta el 2014.

El Hubble fue puesto en una órbita de 380 millas (610 kilómetros) sobre la tierra por el transbordador Discovery en 1990. Desde entonces, ha circunvalado la tierra más de 100.000 veces a una velocidad de 8 kilómetros por segundo, empleando en cada órbita 96 minutos, y proporcionado a los astrónomos accesos a más de 4000 estrellas que desde la atmósfera de la tierra les hubiera sido imposible acceder. Hubble ha ayudado a responder a algunas cuestiones clave de la ciencia, y proporcionado imágenes que han admirado e inspirado a todo el mundo, generando un nivel de información suficiente para llenar, por ejemplo, 18 DVDs por semana.

“Hemos visto actualmente un objeto que emitió su luz hace unos 13.000 millones de años”, dijo uno de los científicos más antiguo de Hubble. “Como la edad del universo es de 13.700 millones de años, esto se corresponde con su infancia, digamos que con la guardería. Hemos “transportado” a ciudadanos normales a través del universo a partes que nadie había visto antes, desde las más cercanas de nuestro sistema solar hasta las más alejadas en el tiempo”.

Pero Hubble no la he hecho solo. La tripulación del Atlantis será la quinta que volará al telescopio. Sus predecesores han reemplazado y reparado componentes que fallaron o fueron defectuosos, y han añadido nuevas y mejores cámaras y equipos científicos. La tripulación del STS-125 no será diferente.

El telescopio tiene dos clases de instrumentos: las cámaras de imágenes, que toman fotografías, y los espectrógrafos, que analizan la luz. Las cámaras son en definitiva detectores electrónicos del tipo CCD (Charge Couple Device), que convierten la luz en señales electrónicas que se registran en el ordenador de a bordo y luego se envían a la tierra. Un espectrógrafo, como un prisma, descompone la luz en los colores que la componen, parecido a un arco iris. La banda de luz resultante se llama espectro. Usando los datos del espectrógrafo, los astrónomos pueden determinar la composición de estrellas y galaxias, midiendo por ejemplo las cantidades de hidrógeno, de carbono, y de muchos otros elementos químicos en ellas.

El año pasado, justo 17 días antes del lanzamiento inicialmente planificado, se averió en el Hubble la llamada “Unidad de Manejo de Datos y Comandos de los Instrumentos Científicos”, una parte del ordenador que envía comandos a los instrumentos científicos y formatea los datos para la transmisión a la tierra. Los responsables de la misión pospusieron el lanzamiento hasta poder contar con una unidad de recambio nueva y testada, y a su vez poder entrenar a los astronautas para su instalación, lo cual hará que se alargue la vida útil del telescopio. Y tendrá una vida más “robusta”, gracias a los nuevos instrumentos científicos que instalarán.

Plan global de la misión:

  • Día 1 de vuelo: Lanzamiento del Atlantis desde el Centro espacial Kennedy
  • Día 3 de vuelo: El Atlantis captura al Hubble
  • Día 4 de vuelo: Primer paseo espacial de trabajo
  • Día 5 de vuelo: Segundo paseo espacial de trabajo
  • Día 6 de vuelo: Tercer paseo espacial de trabajo
  • Día 7 de vuelo: Cuarto paseo espacial de trabajo
  • Día 8 de vuelo: Quinto paseo espacial de trabajo
  • Día 9 de vuelo: El Atlantis libera al Hubble
  • Día 12 de Vuelo: El Atlantis aterriza en el Centro espacial Kennedy

Los trabajos a efectuar en el Hubble se detallan a continuación:

Cámara Avanzada de Inspección (ACS): La reparación de esta cámara lleva consigo la operación en el mismo instrumento para aislar la electrónica dañada. Los astronautas instalarán partes nuevas para redirigir el control sin pasar por la parte dañada. Para ello, tienen que quitar unas cartas electrónicas con un dispositivo especial, ya que con la mano es imposible dado los guantes que llevan puestos, y en ese hueco van a instalar una caja con cuatro placas de nuevos circuitos. El sistema antiguo se anulará y se instalará una nueva fuente de alimentación, reconectando a esta fuente los cables de los nuevos circuitos.

Baterías: Las baterías del Hubble almacenan la energía que producen los paneles solares y mantienen el telescopio con energía cuando se mueve en la zona de sombra de la tierra. Las nuevas baterías, mejoradas, reemplazarán a las originales, que ya tienen 18 años. Son dos módulos de tres baterías cada uno.

Aislamiento: El manto aislante multicapas aísla el telescopio y le protege contra la radiación y la “basura espacial”. Hace tiempo que está roto, y se tiene que reemplazar. Durante la misión segunda al Hubble, los astronautas aseguraron con cables unos parches de aislamiento sobre las partes rotas. Ahora, cortarán los cables para quitar las partes viejas y aislar todo el telescopio. Si estuvieran muy justos de tiempo, se pondrán las capas de aislante encima de lo que hay allí.

El Espectrógrafo Cósmico (COS): Es uno de los instrumentos nuevos que se va a instalar. Se usará para estudiar la luz ultravioleta emitida por los objetos apenas visibles, viendo los cambios de esa luz cuando pasa a través del gas que se interpone entre las galaxias distantes. En este camino, los científicos podrán comprender de que está hecho este gas, como cambia en el tiempo, y como afecta a las galaxias de su alrededor. Se va a instalar en el espacio que ocupaba el aparato que se usó en su día para corregir la visión del Hubble. Este aparato ya no es necesario, y se traerá a la tierra en el transbordador, ya que en la nueva instrumentación va integrada de origen la corrección de la visión.

Unidad de Manejo de Datos y Comandos de los Instrumentos Científicos: En septiembre del 2008, una avería en un sistema de esta unidad cortó brevemente el flujo de datos del telescopio. Se va a reemplazar el módulo entero.

Sensor de Guia Fina (FGS): Este sensor fija el telescopio sobre las estrellas guía, manteniéndolo “apuntado”, y puede usarse para medir posiciones de estrellas. El FGS contiene partes móviles que se van desgastando, por lo que es reemplazado periódicamente. Este que se va a poner ahora se corresponde con otro anterior que se trajo a reparar a la tierra.

Unidades Sensores de Posición: Contiene los giróscopos del Hubble, los cuales mantienen la posición de acuerdo con los datos fijados, indicando al ordenador del Hubble si la posición ha cambiado. Tiene seis giróscopos, tres para fijar la posición y otros tres en reserva.

Mecanismo de captura (SCM): Esta es también una nueva instalación. Es un dispositivo simple que permitirá a un robot del espacio engancharse al Hubble el día que el telescopio esté en el final de su vida para guiarlo hacia la reentrada en la tierra.

Espectrógrafo de Imagen: Su reparación va a ser una delicada operación de cirugía. Los astronautas van a operar en el mismo instrumento, reemplazando una placa de circuito de alimentación quemada. Para llegar a esta placa, los astronautas tienen que quitar más de 100 tornillos. Fue instalado en el Hubble en 1997, y es un espectrógrafo que ve las luces ultravioleta, la visible y la cercana al infrarojo.

Cámara 3 de campo ancho (WFC3): Este es otro de los instrumentos nuevos a instalar. Va a ver tres clases diferentes de luz: cercano al ultravioleta, visible, y cercano al infrarojo, con un rango mucho más grande que los instrumentos normales. Permitirá al Hubble tomar fotografías extremadamente claras y detalladas a gran escala en un rango muy amplio de colores. En las longitudes de onda de infrarrojo y ultravioleta, esta WFC3 representa una espectacular mejora de capacidad sobre todas las cámaras anteriores del Hubble. Como cámara en luz visible, también tiene altas prestaciones, pero no tanto como la cámara ACS que el Hubble lleva para este tipo de fotografías. La WFC3 y la ACS están diseñadas para hacer juntas un trabajo complementario. “Si queremos un álbum familiar completo del universo, necesitamos mirarlo en todas esas longitudes de onda diferentes”, dicen los técnicos. “Esta será la primera vez que vamos a tener la oportunidad de tomar todas estas imágenes diferentes juntas, para tener una calidad comparable de fotografías a través de toda la banda de longitudes de onda”.

Como resultado final, tendremos un telescopio con aparatos que van a permitir nuevas funcionalidades, se van a mejorar algunas de las actuales, y se va a ampliar su vida operativa hasta el 2014. Cuando el telescopio deje de trabajar, continuará orbitando la tierra hasta que su órbita decaiga. En ese momento, astronautas o una misión robótica le reconducirán hacia la tierra de manera que caiga sin ocasionar problemas en uno de los océanos.

Referencia:
http://www.nasa.gov/mission_pages/hubble/servicing/SM4/main/index.html
http://www.worldbookonline.com/wb/Article?id=ar265630
http://www.nasa.gov/externalflash/hubble_servicing/
http://hubblesite.org/the_telescope/hubble_essentials/index.php#how
Imágenes:
http://spaceflight.nasa.gov/gallery/images/shuttle/index.html

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